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电解水制氢工艺描述

电解水生产氢气氧气是一个比较成熟的工艺。其主要组成部分有：电解槽、气水分离罐、加碱罐、洗涤罐、脱水罐、缓冲罐、冷却水箱等，电气、仪表及配套的设备元器件主要有：直流电解电源（简称电解电源）、电源冷却循环泵（简称电源冷却泵或电源泵）、电解液循环泵（简称循环泵）、电解系统冷却循环泵（简称电解冷却泵或冷却泵）、补水泵、电磁阀、压力变送器、温度变送器、差压变送器、流量计、压力表、减压阀、回火防止器、纯净水生产装置等。

电解水制氢工艺流程示意图见图1。

图1 电解水制氢工艺流程示意图

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压力的单位为Mpa，小数点后面保留3位。差压的单位为kPa，小数点后面保留2位,流量单位为m3/h，小数点后面保留2位。温度的单位为°C，小数点后面保留1位,累计流量的单位为m3，小数点后面保留1位，累计工作时间的单位为h，小数点后面保留1位。

所有的电磁阀均为电开阀，通电开启，断电关闭。

一、电解电源DDY、电源冷却泵DLB、循环泵XHB及冷却泵LQB控制

表1 电解系统与冷却系统对应输入输出关系表

信号来源 控制内容 输入编号 信号来源名称 输出编号 控制对象名称 AI1 电解电源DDY 氢气压力PH DO1 (PT101) 电源冷却泵DLB DO2 循环泵XHB AI2 系统温度TE (开关量) 冷却泵LQB (TT101) （电解液温度） 说明 根据氢气压力PH控制电解电源DDY、电源冷却泵DLB和循环泵XHB的启停。根据系统温度TE控制冷却泵LQB的启停。 1、氢气压力PH由压力变送器PT101变送为4~20mA直流信号，根据氢气压力PH控制电解电源DDY（电解电源DDY由一个开关量信号控制运行与停止）、电源冷却泵DLB和循环泵XHB（电源冷却泵DLB和循环泵XHB与电解电源DDY同步受氢气压力PH控制）的通断，氢气压力可以在触摸屏上设置：

1氢气压力上限设定值○（简称压力设定上限）PHH的设置范围0~3.00Mpa（参考值0.40Mpa）； 2氢气压力下限设定值○（简称压力设定下限）PHL的设置范围0~3.00MPa（参考值0.35Mpa）。

参考值就是第一次开机设置时（或者长时间断电数据丢失时）推荐使用的数值。

3当氢气压力PH高于压力设定上限PHH，PH＞PHH，DO1输出为OFF,电解电源DDY、电源泵○

DLB和循环泵XHB停止运行；

4氢气压力PH低于压力设定下限PHL，○PH＜PHL， DO1输出为ON,电解电源DDY、电源泵DLB

和循环泵XHB通电运行。

2、当电解系统温度（实际为电解系统电解液的温度，简称电解温度）TE由温度变送器TT101变送为4~20mA直流信号，根据电解温度TE控制电解电源DDY的通断，电解温控温度可在触摸屏上设置：

1电解系统温度上限设定值○（简称电解温控上限）TEH设置范围55~95°C（参考值90°C）； 2电解系统温度下限设定值○（简称电解温控下限）TEL设置范围50~90°C（参考值85°C）。 3当电解系统温度TE超过电解温控上限TEH，TE＞TEH，发出报警信号，DO9输出为ON，同○

时DO1输出为OFF，电解电源DDY、电源泵DLB和循环泵XHB停止运行，但这时其他系统继续正常工作。

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4当电解系统温度TE低于电解温控下限TEL，TE＜TEL，解除报警， DO9为OFF，电解系统○

恢复正常工作。

3、根据电解温度TE控制冷却泵LQB的通断，冷却温控温度上下限可在触摸屏上设置：

1电解冷却温度上限设定值○（简称冷却温控上限）TCH设置范围30~90°C（参考值90°C）； 2电解冷却温度下限设定值○（简称冷却温控下限）TCL设置范围30~90°C（参考值85°C）。 3当电解温度TE超过冷却温控上限TCH，TE＞TCH，DO2输出为OFF，冷却泵LQB停止运行。○ 4当电解温度TE低于冷却温控下限TCL，TE＜TCL，解除报警， DO9为OFF，电解系统恢复○

正常工作。

电解与冷却控制流程框图如下：

AI1(氢气压力PT101) PH＞PHH TE＞TEH DO9 PH＜PHL TE＜TEL OFF AI2( 电解温度TT101) 产生报警(共8个报警) OR 0 DO1为OFF,电解停止

AI1( 氢气压力PT101) AI2(系统温度TT101) AND 1 DO1为ON,电解开始 解除报警 (共8个报警) AI2(电解温度TT101) TE＞TCH AI2(电解温度TT101) TE＜TCL S SET Q R CLR Q 1 0 TE＜TCL,DO2为ON,冷却泵运行 TE＞TCH,DO2为OFF,冷却泵运行 二、气水分离罐补水控制

表2 气水分离罐补水控制对应输入与输出关系表

输入编号 DI1 (L1L） DI2（L1H） DI3（L2L） DI4（L2H） 信号来源 控制内容 信号来源名称 输出编号 控制对象名称 氢气加碱罐液位下限 氢气加碱罐补水氢气加碱罐液位上限 DO3 电磁阀BV1 DO4 氢气加碱罐补水氧气加碱罐液位下限 电磁阀BV2 氧气加碱罐液位上限 说明 根据氢气加碱罐和氧气加碱罐液位控制氢气加碱罐补水电磁阀BV1和氧气气加碱罐补水电磁阀BV2的开闭 氢气加碱罐和氧气加碱罐各安装了一套液位开关，控制补水电磁阀BV1和BV2。氢气加

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